蘋果梨的營養價值及加工技術研究進展

范昊安，薛淑龍，杜檸，陳雨，戴靜，王珍珍，沙如意，*，毛建衛，2，*

（1.浙江科技學院 生物與化學工程學院，浙江省農產品化學與生物加工技術重點實驗室，浙江省農業生物資源生化制造協同創新中心，浙江杭州310023；2.浙江工業職業技術學院，浙江紹興312000）

蘋果梨（Pyrus pyrifolia cv.Pingguoli）是薔薇科（Rosaceae）梨屬果樹的果實，因其果形扁圓，形似蘋果而得名，多產自吉林省延邊自治州，現已有近百年的栽培歷史[1-2]。蘋果梨可食率高，果肉細嫩清脆，汁水豐盈，酸甜適口且營養豐富，曾兩度被評為全國農作物優良品種，素享有“北方梨中之秀”之美譽[3]。

蘋果梨的儲藏方式落后單一，一般為地窖式簡易儲藏或冷凍儲藏，儲藏量僅占總產量的3%；同時由于蘋果梨在加工過程中極易發生酶促褐變，影響產品的外觀品質與營養價值，故而其加工量不足總產量的10%，大部分用于應季鮮果及凍梨銷售[1，4]。因此蘋果梨資源深加工工藝和關鍵技術問題亟待解決。

通過介紹蘋果梨的營養成分與功效，并綜述蘋果梨加工工藝技術及其產品，以期為我國蘋果梨開發利用奠定理論基礎，為解決蘋果梨資源化利用提供新思路，同時也為其進一步精深加工提供一定的參考意義和技術支持。

1 蘋果梨營養成分與功效

1.1 營養成分

蘋果梨含有多種人體必不可缺的營養物質，如碳水化合物、氨基酸、多酚、磷、鐵、鈣、維生素C等[5-6]。蘋果梨的主要營養成分如表1所示[5-8]。

表1 蘋果梨的營養成分Table 1 Nutritional components of applepear

1.1.1 維生素

蘋果梨富含多種維生素，如維生素A、維生素B1、維生素B2、維生素C、維生素E、維生素PP等。其中每100 g果肉中含0.01 mg胡蘿卜素（維生素A前體）、0.01 mg硫胺素（維生素B1）、0.2 mg尼克酸（維生素PP）及3 mg抗壞血酸（維生素C）[9]。蘋果梨所含的B族維生素與維生素C均屬于水溶性維生素，其作為輔酶或輔基的組成部分在細胞代謝中具有重要的生物功效[10]。

1.1.2 礦質元素

微量元素與人體生長發育息息相關，適量攝入有利于保持健康狀況[11]。蘋果梨的礦質元素中的主量元素和微量元素如表2所示[6，12-13]。

表2 蘋果梨主要礦質元素Table 2 Main mineral elements of applepear

陳艷秋等[12]對蘋果梨果實中礦質元素含量進行測定，微量元素中鐵含量最高，約占60%，其次是硼含量。張大軍等[13]研究表明蘋果梨汁中含有14種礦質元素，其中人體必需微量元素共8種，且銅、鐵、錳、鋅的含量較高。必需微量元素作為多種酶的組成成分參與核酸蛋白質的合成及免疫過程，對人體生理功能起著不可或缺的作用。

1.1.3 氨基酸

氨基酸不僅是水果的重要營養成分，同時也影響著其風味品質[14]。張大軍等[13]使用氨基酸分析儀檢測蘋果梨鮮汁中氨基酸種類及含量，結果表明鮮汁中含有18種氨基酸，其中包括8種人體必需氨基酸（占檢出總氨基酸的23.25%）及10種非必需氨基酸。蘋果梨中氨基酸含量最高的是天冬氨酸，纈氨酸與谷氨酸次之。天冬氨酸和谷氨酸作為鮮味氨基酸[15]，兩者含量在蘋果梨中占絕對優勢，賦予了蘋果梨鮮香清甜的風味。同時，天冬氨酸也是機體多種氨基酸與堿基的合成前體，具有改善心肌功能，增強肝功能以及消除機體疲勞等功能[16]。

1.1.4 有機酸

有機酸作為蘋果梨中酸味的主要呈味物質，可以有效調節腸道微生物，從而預防慢性疾病及結腸癌[17]。張微等[18]采用高效液相色譜法測定蘋果梨果實不同發育時期的有機酸組成，結果表明蘋果梨的主要有機酸為蘋果酸和檸檬酸，且檸檬酸含量在成熟期達到最高。李金昶等[19]研究表明蘋果梨果實中的有機酸組成以蘋果酸、檸檬酸和抗壞血酸為主，輔以部分琥珀酸及酒石酸。蘋果酸具有酸味柔和、口感清爽等特點，因而較高含量的蘋果酸可為蘋果梨帶來獨特的風味品質。沙守峰等[20]通過研究40個梨品種果實的有機酸組成發現不同栽培種均以蘋果酸和檸檬酸為主，這一結果與蘋果梨相一致。

1.1.5 多酚類物質

多酚類物質作為植物體內具有生物活性的次生代謝產物，在蘋果梨中含量豐富[21]。蘋果梨中主要的多酚類物質如表3所示，其中含量較高的為熊果酸與綠原酸[22-23]。蘋果梨充足的多酚含量以及多樣的單體酚組成使之成為植物多酚的優良來源。眾多研究表明，多酚類物質主要存在于水果的果皮部位，如梨果皮[24]、石榴果皮[25]、柑橘果皮[26]、獼猴桃果皮[27]等。

表3 蘋果梨主要多酚類物質Table 3 Main phenolic compounds of applepear

續表3 蘋果梨主要多酚類物質Continue table 3 Main phenolic compounds of applepear

由表3可知，相較于果肉，蘋果梨果皮的多酚類物質含量更高，組成更豐富，這可能是不同產生部位其生成機理不同所致[28]。

1.2 功效

蘋果梨性寒味甘，具有健脾和胃、祛火清心、消痰驅熱、止嘔止瀉、軟化血管等保健功效，可用于治療熱病煩渴，對體虛、津液不足者頗有益處[5]。蘋果梨的保健功效如表4所示[7]。

表4 蘋果梨的保健功效Table 4 Health efficacy of applepear

1.2.1 抗氧化

植物多酚廣泛存在于蔬菜、水果及藥用植物中，是一種天然抗氧化劑[29]。眾多研究表明，蘋果梨中的酚類物質具有良好的抗氧化功效。趙金偉等[30]研究發現蘋果梨酚類物質具有較好的1，1-二苯基-2-苦苯肼（1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基、羥自由基和亞硝酸根離子清除能力，且幼果中提取的酚類物質清除效果優于成熟果果皮。麻建南[22]建立DPPH-高效液相色譜-質譜聯用法篩選蘋果梨皮抗氧化成分，以反應后化合物峰面積的衰減率表征該物質的抗氧化能力，結果表明木犀草素-7-葡萄糖苷，3，5-二咖啡酰奎寧酸和蘆丁的衰減率均大于90%，說明三者是清除DPPH自由基的主要活性成分。Ma等[31]分離純化蘋果梨果皮中的酚類物質，并通過DPPH自由基清除試驗評價各組分抗氧化功效，結果表明蘋果梨果皮甲醇提取物IC50為38.3 mg/mL，其中分離純化所得的綠原酸、表兒茶素和蘆丁濃度為50 μg/mL時，DPPH自由基清除率可分別達到79.4%、58.7%和63.7%。

1.2.2 抑菌

鏈格孢屬（Alternaria sp.）是引起果蔬腐敗霉變的主要致病真菌屬，蘋果梨貯藏后期多發的黑斑病即因其潛伏侵染所致[32]。李永才等[33]以互隔交鏈孢（Alternaria alternata）為指示菌對蘋果梨果皮中預存抗菌物質進行分離鑒定，研究表明主要抗菌成分為棕櫚酸甲酯、鄰苯二甲酸二（2-乙基）己酯、油酸甲酯、亞油酸甲酯和魚鯊烯。刁春英等[34]同樣以Alternaria alternata為指示菌對殼聚糖處理前后蘋果梨果皮進行生物活性分析，對其主要成分分析表明，殼聚糖預處理可誘導出10種抗菌物質，其中抗菌物的主要成分為不同飽和程度的脂肪酸甲酯。

植物表皮蠟質是防止病原物侵染的首道屏障，對致病微生物識別及侵染寄主起到重要調控作用。Li等[35]研究指出蘋果梨表皮蠟的化學組成隨著發育成熟，由以烷烴類化合物為主逐漸轉變為烷烴類與三萜類化合物共占主導地位，但不同發育時期的蘋果梨表皮蠟均表現出一定的體外抗鏈格孢侵染能力。Yin等[36]對蘋果梨表皮蠟中的活性成分及其抑菌功效分析檢測，得出果蠟甲醇提取物（極性組分）主要由脂肪酸及五環三萜類化合物組成，相較于正己烷提取物（低極性組分）具有顯著的抑菌作用，可有效抑制孢子萌發及菌絲體的生長。

以單寧為主體的酚類物質對微生物具有廣譜抗性，蘋果梨富含的酚類物質使其具有良好的抑菌功效。趙金偉等[23]提取純化蘋果梨中的酚類物質，并通過濾紙片法測定其抑菌活性，結果顯示：10 mg/mL酚類提取物對沙門氏菌和金黃色葡萄球菌均有一定的抑制作用。

1.2.3 護肝

蘋果、梨等水果中含有大量的多酚類、三萜類、多糖類等活性成分，可有效防治肝纖維化以及氧化性肝損傷[37-40]。麻建南[22]通過建立四氯化碳誘導小鼠急性肝損傷模型對蘋果梨果皮的保肝作用進行研究，結果表明蘋果梨果皮的乙醇提取物可明顯抑制血清中丙氨酸轉氨酶和天冬氨酸轉氨酶水平上升，修復改善肝細胞變性及壞死，并通過提高小鼠體內膽汁酸含量以預防保護肝細胞損傷。

2 蘋果梨加工

目前蘋果梨已開發加工的產品形式主要有：蘋果梨罐頭、蘋果梨脆片、蘋果梨汁、蘋果梨酒、蘋果梨果醋等，根據其加工方式可分為物理加工和生物加工兩類。常見的蘋果梨加工產品及工藝流程如表5所示。

表5 蘋果梨加工產品的工藝流程Table 5 Process flows of applepear processed products

2.1 物理加工

傳統物理加工技術廣泛運用于食品生產中，主要采用加熱、高壓、剪切力等手段鈍酶、殺菌，從而降低食品中的有害因子，并在一定程度上維持食品的營養結構及天然風味，延長其貯藏期[50]。

楊曉蘭等[41]研究開發蘋果梨罐頭的加工工藝，工藝條件為使用1%鹽水對果塊護色處理，而后將果塊沸水預煮10 min后置于冷水中冷卻，最后以80℃，25%糖水裝罐封蓋，該工藝制得的蘋果梨罐頭色澤風味俱佳。

韓苗苗等[42]通過常溫油炸法加工蘋果梨，并進一步優化蘋果梨脆片加工工藝，所得最佳工藝條件為：切片厚度2.5 mm，用含0.6%檸檬酸和0.6%D-異抗壞血酸鈉護色溶液浸泡15 min，漂燙處理15 s，20%糖液真空浸糖30 min，60℃下烘干4.0 h，油炸溫度和時間分別為180℃、6 s。在此工藝下制得的產品外形平整，色澤為黃白色，口感酥脆，有蘋果梨的果香味，含油量為2.43%，含糖量為57.5%。

崔福順等[9]以新鮮蘋果梨為主要原料，運用正交試驗設計對蘋果梨果凍的加工工藝進行研究，結果表明40%蘋果梨汁，0.03%檸檬酸，16%白砂糖，5%明膠的工藝參數可研制出色澤均勻、組織狀態良好、口感細膩、酸甜適宜的蘋果梨果凍。

目前，蘋果梨物理加工技術尚處在傳統食品物理加工水平，仍存在著在加工效率、產品得率、產品活性、能源消耗等關鍵指標上難以提升的問題[51]。利用聲、光、電、磁、力等物理學方法改進蘋果梨傳統物理加工工藝，將會是今后的一個更高效、節能的發展方向。

2.2 生物加工

生物加工是改善并提升蘋果梨營養價值、保健功效和加工性能的重要加工技術。蘋果梨的生物加工方法主要包括酶處理及微生物發酵，這兩種生物加工技術的日益發展為蘋果梨的高值化利用開辟了新的方向。

2.2.1 蘋果梨飴糖

蘋果梨作為功能性食品原料制備飴糖不僅可以代替甜味劑添加在糕點、果醬中，而且有助于補脾益氣、緩急止痛、潤肺止咳[52]。崔泰花等[53]將大米糊化后添加蘋果梨果肉，制作蘋果梨飴糖，通過研究分析其理化特性及感官評價確定蘋果梨的最佳添加量為40%。在此添加比例下，蘋果梨飴糖pH值適宜，符合飴糖類標準，總固形物、還原糖含量最高，分別為93.49%和37.62%，綜合感官評價嗜好度最佳。飴糖制備工藝通過合理利用蘋果梨等原料液化、糖化過程中發生的美拉德反應及酶促褐變，進而化弊為利，形成理想的棕黃色色澤，為解決蘋果梨加工過程中易褐變問題提供新思路。

2.2.2 蘋果梨汁

蘋果梨汁是蘋果梨加工研究最為關鍵的一部分，將蘋果梨經加工制成果汁后，不僅可以解決蘋果梨資源浪費的局面，還可以提高蘋果梨產品的附加值[54]。由于蘋果梨果實的細胞壁中含有大量的果膠、纖維素等物質，難以通過機械手段破碎，故而酶解法在蘋果梨汁加工中具有廣闊前景。

李梁等[43]以西藏產蘋果梨為原料，經復合酶處理提高蘋果梨出汁率，結果顯示在酶解溫度48℃條件下，使用0.07 g/100 g的果膠酶和0.11 g/100 g的纖維素酶酶解82 min可使蘋果梨出汁率達到87.6%。

張先等[44]利用果膠酶酶解法和明膠-單寧法相結合使蘋果梨汁澄清透明，并通過調配澄清果汁進一步研制蘋果梨澄清飲料。結果表明，其最優處理條件為：加酶量0.05%，酶解時間1 h，酶解pH4.4，明膠使用量0.02%，單寧使用量0.03%，室溫（25℃）反應4 h，可制得透光率達98%以上的蘋果梨汁。通過正交試驗所得最佳配方為：果汁添加量20%，蔗糖8%，葡萄糖3%，檸檬酸0.04%，蘋果酸0.08%，由此得到的產品澄清透明，酸甜適口，果香味突出。

2.2.3 蘋果梨果醋

蘋果梨中的碳水化合物以還原糖為主，可直接用于酒精發酵和醋酸發酵。根據原料轉化率高這一特點，開發釀造蘋果梨果醋產品，以果代糧，為蘋果梨開發利用提供一條合理的解決途徑。

薛桂新[45]利用液態表面發酵法釀造蘋果梨果醋，結果表明AS1.41號醋酸菌種具有發酵適應性，適宜液態靜置發酵制蘋果梨果醋；通過正交試驗進一步優化所得醋酸發酵條件為：酒精度6%，糖度7°Brix，接種量10%，該條件下果醋最大醋酸含量為7.08%，達到國家一級醋的標準（5%）。

金艷梅等[55]以低聚木糖和蘋果梨為主要原料，發酵研制功能性低聚木糖蘋果梨醋飲料，并通過正交試驗探討合理配方及加工技術。結果表明，以色香味為指標生產蘋果梨醋飲料的最佳工藝條件為：蘋果梨醋酸發酵液40%，醋母8%，酒母1%，低聚木糖0.12%，該工藝所得低聚木糖蘋果梨醋飲料口味純正，風味濃郁，營養豐富，具有降三高、控制體重、預防心血管疾病等功能。

2.2.4 蘋果梨發酵飲料

發酵飲料中含有大量的乳酸菌、醋酸菌等益生菌，能改善食品的風味，品質和營養價值，并具有調節腸道菌群平衡、抗腫瘤、延緩衰老等重要的生理保健作用[56]。因此，篩選適用于蘋果梨汁的優質發酵劑以此開發新型發酵飲料產品具有廣闊的市場和應用前景[57]。

余蕾等[8]將鮮牛乳和蘋果梨汁3∶1（體積比）混合，接種乳酸菌混合發酵劑進行乳酸發酵，通過二次通用旋轉組合試驗得出最佳配方為：水50%，白砂糖8%，穩定劑（羧甲基纖維素鈉∶明膠=1∶1）0.25%，調配而成的乳酸菌飲料呈淡乳白色，口感細膩，風味純正，具有蘋果梨和發酵乳的混合香味。

李正英等[46]通過研究蘋果梨汁醋酸發酵過程中總酸和總酯的變化確定其最佳醋酸發酵期為4 d，并以香味與口感為指標對直接醋酸發酵后的蘋果梨汁進行調配。結果表明，優化的最佳配方為：醋酸發酵蘋果梨汁∶水=3∶1（體積比），加糖量10%，調配制得的蘋果梨醋酸發酵飲料香味濃郁，酸甜爽口。

2.2.5 蘋果梨果酒

果酒因其水果的典型性和豐富的營養價值，對調節人體腸道系統，促進消化，軟化血管，防治動脈硬化具有重要的保健意義[58]。蘋果梨果大肉脆，含汁量高，適宜加工果酒等產品，所以加工蘋果梨果酒可以有效降低釀酒成本，提高利潤，開拓蘋果梨深加工新途徑。

薛桂新[47]以蘋果梨為原料，研究發酵溫度、初始糖度和NaHSO3加入量對蘋果梨果酒的影響。正交試驗結果表明，將蘋果梨發酵液初始糖度調整為20%，并添加60 mg/kg NaHSO3，于20℃密封發酵，產品感官品質最佳。

孟祥敏等[48]以冰蘋果梨為原料，采用響應面法優化設計，以酒精度為指標，研究pH值、發酵溫度、酵母添加量對發酵酒工藝的影響。結果表明，最佳發酵工藝條件為pH3.8，發酵溫度20℃，酵母添加量0.5g/L，此條件下冰蘋果梨發酵酒的酒精度為12.4%vol。

樸銀子[49]以去皮蘋果梨和帶皮蘋果梨為原料進行發酵，經蒸餾得到蘋果梨白蘭地，通過比較其理化指標和感官評定結果，確定最適發酵條件為：原料為帶皮蘋果梨，發酵菌為Femivin酵母，發酵溫度為18℃，抑制酶促褐變處理為添加0.075%抗壞血酸。對蘋果梨白蘭地原酒、自然陳釀3個月的蘋果梨白蘭地和高溫處理后陳釀3個月的蘋果梨白蘭地的揮發性成分進行分析及感官評價，研究表明蘋果梨白蘭地原酒以醇類化合物為主，陳釀后由于醇類化合物與酸類化合物發生酯化反應，蘋果梨白蘭地中的酯類化合物共增多13種，相對含量也增加18.64%，占揮發性成分的主要比重；通過陳釀過程蘋果梨白蘭地的色澤由白色變為淡金色，口感由辛辣轉為醇厚柔和。

3 展望

目前，國內外有關蘋果梨的基礎研究數量較多，主要集中于對礦質元素、有機酸、多酚類物質等營養成分的分析檢測，但對其活性功效的評價仍不夠全面，有待進一步加強完善。因此科研人員應著力于研究蘋果梨及其加工產品的生物活性，通過細胞模型等體外試驗明確其中的構效關系，并進一步建立秀麗隱桿線蟲、黑腹果蠅等模式生物模型，研究其體內生理功效，揭示相應的活性作用機制，以期為蘋果梨的精深加工奠定夯實理論基礎。

近年來，傳統物理加工技術已無法滿足日益增長的市場需求，蘋果梨產品加工工藝由原先的初級加工形式，持續向著生物加工方向革新轉變。酶處理作為典型的生物加工技術，可以大幅度降低加工溫度，從而避免蘋果梨中營養成分被過多破壞，越來越受到消費者及加工企業的關注與青睞。然而，蘋果梨傳統物理加工及酶處理加工過程中均存在極易發生酶促褐變的問題，現工藝多通過添加抗壞血酸、檸檬酸等抗氧化劑以控制褐變。這一手段雖然在很大程度上能緩解蘋果梨加工產品色澤加深所引起的感官不良和品質下降，但是護色劑自身成本問題仍亟待解決。為更好地解決上述難題，研發天然經濟的蘋果梨加工方式，實現蘋果梨的高值化利用，今后可從以下兩方面進一步深入探究：

1）現代食品物理加工技術是一類利用聲學、電學、光學等物理學方法改進傳統加工過程的新技術。通過在蘋果梨生物加工過程中引入非熱物理加工技術（電場、磁場和超高壓等），不僅可以利用物理場預處理實現殺菌鈍酶，從而抑制酶促褐變，還可以顯著縮短加工時間，提高產品得率及其活性。

2）以蘋果梨為原料，采用現代新型的生物發酵技術研制微生物發酵產品，仍是現階段蘋果梨精深加工產業的首要發展方向。微生物發酵技術可以有效延長蘋果梨鮮果的貨架期，并通過其次級代謝產物控制產品加工過程中的酶促褐變。酵素產業作為大健康戰略背景下的新興產業，極具發展潛力及市場前景，必將成為未來蘋果梨發酵產品的一大發展趨勢。酵素發酵工藝可以最大程度保持蘋果梨原有的營養成分，并通過益生菌代謝產生特有的活性成分，進而提高多酚、有機酸、氨基酸等功能性成分所占比例，增強抗氧化、抗腫瘤、降三高、消炎抑菌、解酒護肝等保健功效。